Physique terrestre

“ Excepté la géographie, qui est à peu près sue communément, j’ai toujours éprouvé qu’avant de parler en météorologie de l’électricité, de la lumière, de la chaleur, des climats, enfin de tout le jeu des lois physiques dans la nature, il fallait commencer par préciser les notions générales que la physique a consacrées relativement à chacune des classes de phénomènes que l’on veut faire connaître et expliquer. ”

“ Les changemens accomplis dans l’aspect de certaines parties de notre système solaire ou dans des étoiles infiniment plus éloignées deviennent des moyens d’induction pour expliquer par quelles phases la terre elle-même a passé.
La composition de la matière est donc la base de toute cosmogonie scientifique, et la chimie se trouve appelée en conséquence à servir de point de départ à la géologie. Pendant longtemps, la théorie des quatre élémens, fondée sur l’observation de quatre états principaux de la matière, tint lieu de physique générale. ”

“ PHYSIQUE. Physique cosmique. — Sur l’absorption des rayons corpusculaires pénétrant dans l’atmosphère terrestre en suivant des trajectoires non rectilignes ; par M. Carl Störmer 742 Voir Chaleur, Electricité, Optique. Physique du globe. — Quelques considérations sur les surfaces d’égale densité à l’intérieur du globe terrestre ”

“ Nous connaissons déjà fort bien ce dernier sous le rapport mécanique, et nous |111 commençons à le connaître déjà quelque peu sous le rapport physique, chimique, voire même géologique. Notre science ira difficilement beaucoup au delà. Si nous voulons une connaissance plus concrète, nous devons nous en tenir à notre globe terrestre. ”

“ Alors serait fondée la mécanique moléculaire, qui comprendrait dans son ensemble non-seulement les phénomènes chimiques, mais tous les phénomènes naturels dont nous avons parlé tour à tour, ceux de la gravité comme ceux de la chaleur, ceux de l’électricité comme ceux de la lumière : une dynamique universelle embrasserait l’astronomie, la physique et la chimie. ”

“ Non moins remarquables sont les découvertes du XIXe siècle dans le domaine de la nature inorganique. Toutes les parties de la physique ont fait les progrès les plus étonnants: l'optique et l'acoustique, la théorie du magnétisme et de l'électricité, la mécanique et la théorie de la chaleur; et, ce qui est plus important, cette science a démontré l'unité des forces de la nature dans l'Univers tout entier. La théorie mécanique de la chaleur a montré les rapports étroits qui existent entre ces forces et comment, dans des conditions précises, elles peuvent se transformer l'une en l'autre. ”

“ Et, en effet, sous le nom de gravitation, l'attraction se combine avec d'autres causes pour faire les lois des positions relatives des mondes qui peuplent. l'espace; quand on l'appelle pesanteur, elle indique cet effort par lequel les corps soumis à l'influence de la terre sont sollicités vers le centre de notre globe ; enfin, dans chaque corps, sous la dénomination d'attraction moléculaire, la même cause, se composant avec certaines forces répulsives, concourt à régir les distances mutuelles des molécules de la masse et à constituer l'état physique sous lequel cette masse se présente. ”

“ Cette force, que nous connoissons sous le nom de pesanteur, est donc généralement répandue dans toute la matière ; les planètes, les comètes, le soleil, la terre, tout est sujet à ses loix, & elle sert de fondement à l’harmonie de l’Univers ; nous n’avons rien de mieux prouvé en Physique que l’existence actuelle & individuelle de cette force dans les planètes, dans le soleil, dans la terre & dans toute la matière que nous touchons ou que nous apercevons. ”

“ La solidité des corps, leur cristallisation, la réfraction de la lumière, l’élévation et l’abaissement des fluides dans les tubes capillaires, et généralement toutes les combinaisons chimiques, sont les résultats de forces attractives dont la connoissance est un des principaux objets de la physique. Ces forces sont- elles la gravitation même observée dans les espaces célestes, et modifiée sur la terre, par la figure des molécules intégrantes ? ”

“ Vous parlez d’un éther impondérable ? et votre physique fait flotter les mondes planétaires comme les invisibles particules des corps pesans dans un fluide universel, partout répandu et toujours en mouvement ! ”

“ Beaucoup de petits faits portaient depuis longtemps à croire que les corps répandus dans l’espace sont de la même composition que ceux qui forment notre globe. Bunsen et d’autres que vous connaissez mieux que moi ont démontré cette vérité capitale : la chimie du soleil est la même que celle de la terre; les corps simples du soleil sont les mêmes que ceux de notre planète. La chimie dès lors cesse d’être une science terrestre, comme la géologie; c’est une science qui domine au moins tout le système solaire, et qui très probablement s’étend au-delà. ”

“ Avec la force, l'espace et le temps, la physique contemporaine a créé tous les chapitres de l'astronomie et de la mécanique, c'est-à-dire tout ce qui a trait à la matière pondérable.
En étudiant la chaleur, l'électricité, l'optique, la physique expérimentale a constaté des phénomènes spéciaux qui ont forcé d'admettre l'existence d'un corps autre que la matière pondérable : l'éther. ”

“ Dans notre petite sphère d’observation terrestre, nous constatons que, à travers tous les changements d’aspects de matière et de mouvement, la même quantité de matière et de mouvement demeure, sous d’autres formes. Matière et forces se transforment, mais la même quantité de masse et de puissance subsiste. ”

“ Il s'agit maintenant de connaître son individualité propre, de mesurer ses dimensions apparentes ou réelles, d'étudier les accidents de sa surface, son mouvement de rotation, et de déduire de tous les phénomènes recueillis par tant d'habiles et ingénieux observateurs, la structure de cet astre prodigieux et les conjectures les plus vraisemblables sur sa constitution physique.
1. La Terre est considérée par les physiciens comme un aimant gigantesque, dont la surface est incessamment parcourue par des courants magnétiques. ”

“ Non-seulement on peut dire aujourd'hui quelles sont les dimensions et la distance de l'étoile qui occupe le foyer des orbites de toufes les planètes et de tous les autres corps célestes du monde solaire, quelle est sa masse, quelle est la densité de la matière dont il est formé, quelle est sa dépense annuelle de chaleur, de lumière et d'activité chimique; on connaît en outre, en partie du moins, la nature chimique des substances qui le composent, on sait que ces substances sont pareilles à celles dont le globe terrestre est lui-même formé. ”

“ Les corps chimiques, composés ou simples, seront désagrégés et la matière planétaire et solaire distendue sera ramenée vers sa forme et ses dimensions primitives ; en même temps, la constante de la gravitation tendra vers zéro. ”

“ Mais, malgré mon désir de ne point insister trop longuement sur cette partie théorique de la géologie qui a tant et si vivement préoccupé nos prédécesseurs, il m'est impossible de ne pas mentionner quelques idées cosmogoniques, s'appuyant, soit sur la chaleur propre du globe, soit sur des phénomènes chimiques, soit à la fois sur ces deux causes. Les noms que nous aurons à citer seront d'ailleurs parmi les plus illustres que présente la science moderne.
De l'hypothèse d'une incandescence primitive du globe, Newton avait déduit la forme, aplatie à ses deux pôles, du sphéroïde terrestre. ”

“ Pour la physique inorganique, nous voyons d'abord, en nous conformant toujours à l'ordre de généralité et de dépendance des phénomènes, qu'elle doit être partagée en deux sections distinctes, suivant qu'elle considère les phénomènes généraux de l'univers, ou, en particulier, ceux que présentent les corps terrestres. D'où la physique céleste, ou l'astronomie, soit géométrique, soit mécanique ”

“ Résumé de la physique générale.— La science a constaté que la matière, la substance constitutive de tous les corps, de tous les êtres, de tous les milieux, que nous avons pu étudier, directement sur terre, et par induction dans tout l'univers, se réduisent à un très-petit nombre de corps que nous appelons corps élémentaires ou atomes, parce que nous n'avons pu jusqu'ici ni les diviser, ni les former par d'autres éléments. ”

“ Ces mystérieuses opérations de la physique et de la chimie ont imprimé aux moindres objets des physionomies frappantes que ne saisit pas le premier oeil venu. Tous les rochers ne se ressemblent pas; chaque masse a son sens et son expression; toute forme, toute ligne a sa raison d'être et s'embellit du degré de logique que sa puissance manifeste. Les grands accidents comme les grands nivellements, les fières montagnes comme les steppes immenses, ont des aspects inépuisables de diversité. ”

“ Pour elle, le monde organique est, comme le monde inorganique, le développement d'un même être; une vaste unité embrasse l'ensemble entier des choses.
X L'univers a existé pendant longtemps dans un état purement mécanique, nébuleuse en activité;, mouvements d'atomes, gravitation universelle. La chaleur, la lumière, l'électricité, les formations de molécules ont donné naissance à l'état physique, pendant lequel la planète est sortie de son berceau nébuleux. ”

“ Essayons donc de deviner ces lois d’après les principes de la physique moderne, et, afin de rendre la tâche plus facile, reportons-nous par la pensée aux premiers âges chaotiques du monde, lorsque la terre, encore incandescente, n’offrait qu’un globe liquide tourbillonnant dans l’espace. ”

“ Ces mouvements, dont la mécanique peut apprécier l'intensité et le sens, sont également sensibles dans les minéraux et dans les êtres vivants.
Ils s'accomplissent suivant les lois générales de la physique. Ainsi tous les corps, animés ou inanimés, suivent
les lois de l'attraction universelle, de la conservation de l'énergie, de la transformation des forces, de l'équilibre de température, etc. ”

“ De sorte que la force physique qui range les particules cristallines suivant les lois d'une savante géométrie a des résultats analogues à celle qui range la substance organisée sous la forme d'un animal ou d'une plante. ”

“ La physique moderne reconnaît cinq agents principaux : 1°. l'attraction universelle qui comprend la pesanteur, l'attraction planétaire et l'attraction moléculaire ; 2°. le calorique ; 3°. la lumière ; 4°.
l'électricité ; 5°. le magnétismer Mais ces agents
sont-ils irréductibles, ou bien ne sont-ils que des manifestations ou des manières d'être très-diverses d'une cause unique, fondamentale, source et principe de tous les phénomènes physique ? ”

“ La minéralogie n’est plus qu’un chapitre de la physique et de la chimie, la chimie devient de la physique, la physique devient mathématique, l’histoire naturelle se précise, la paléontologie se transforme en paléozoologie, chapitre de la zoologie, et en paléobotanique, chapitre de la botanique, la géologie stratigraphique est de la paléocéanographie et de la paléogéographie, la lumière est de l’électricité ; la vibration rythmée, mesurable et mesurée, l’onde sonore, lumineuse, calorifique, actinique, électrique règne sur l’univers ”

“ Nous sommes parvenus à définir le mouvement des planètes par la force tangentielle et l’attraction qui le composent ; nous définissons déjà en partie le corps chimique par la notion d’équivalent, et le corps vivant par la notion de type. ”

“ Car, dans ces petits corps ou molécules ; l’attraction n’a de force qu’au point de contact, ou à peu près, à cause de l’attraction prépondérante du globe terrestre. Ce n’est dont pas la masse de ces molécules, ou leur quantité de matières qui serait la cause principale de la force de leurs affinités ”

“ Elle étend ainsi le domaine de notre planète jusqu'à des régions très-éloignées de sa surface.
Tels sont les résultats des lois de la pesanteur ; lois admirables, dont le concours incessant se combine avec les autres lois de la matière pour produire le mouvement, l'ordre et l'harmonie qui règnent sur le globe terrestre.
§ 2. — Constitution de l'intérieur du globe.
D'après les principes de la géologie, notre globe serait formé de deux parties principales ; savoir : une masse fluide et une écorce solide qui l'enveloppe de toutes parts. ”

“ Formation des éléments chimiques.
Troisième formation. — Combinaisons chimiques. État pulviculaire. Parties solides s'agrégeant pour former des masses de plus en plus considérables.
Quatrième formation. — État liquide.
Cinquième formation. — Solidification de la partie superficielle du globe terrestre.
Sixième formation. — Condensation de l'eau.
PREMIÈRE FORMATION.
Espace. — État atomique. — Existence du fluide éthéré.
A l'origine des êtres, l'univers était composé d'espace et d'atomes.
L'espace est étendu, éminemment divisible et péné- trable; ses dimensions sont infinies. ”

“ Bien plus, les savants nous disent que les corps physiques sont composés de molécules et les molécules d'atomes assemblés, groupés, dans un état de mouvements giratoires formant comme autant de petits mondes plus ou moins analogues à notre monde solaire, et que ce sont les différences d'amplitude et de vitesse dans ces combinaisons de mouvements de molécules et d'atomes qui constituent les différents états, solide, liquide ou gazeux, ainsi que les différentes propriétés physiques, dureté, mollesse, etc., des corps. ”

“ La pesanteur s'exerce à la surface de la terre sur les moindres fragments des corps; 11 en est de même de l'attraction terrestre, et sans doute aussi de l'attraction en général. Ainsi, le soleil attire chacune des molécules des planètes, et en particulier de la terre, proportionnellement à leurs masses, et en raison
inverse du carré de la distance. ”

“ La physique nous livre un grand nombre de ses principes propres à expliquer les mouvements de la machine humaine, et les lois qui régissent les solides et les liquides, celles de la densité, de la pesanteur, de la température, servent à rendre compte des phénomènes principaux des
fonctions organiques. ”

“ Il y a, en résumé, dans la forme du globe terrestre, une première raison de croire que la terre, suivant l'hypothèse de Newton, a été un jour une masse fondue, tournant autour de la ligne des pôles actuelle avec, à peu de chose près, sa vitesse actuelle. ”